EP1385237B1 - Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen - Google Patents

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Publication number
EP1385237B1
EP1385237B1 EP03016112A EP03016112A EP1385237B1 EP 1385237 B1 EP1385237 B1 EP 1385237B1 EP 03016112 A EP03016112 A EP 03016112A EP 03016112 A EP03016112 A EP 03016112A EP 1385237 B1 EP1385237 B1 EP 1385237B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
plug
output
voltage
mains
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03016112A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1385237A1 (de
Inventor
Manfred Trautmann
Franz Kunz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Trautmann & Cokg Calira-Apparatebau GmbH
Original Assignee
Trautmann & Cokg Calira-Apparatebau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Trautmann & Cokg Calira-Apparatebau GmbH filed Critical Trautmann & Cokg Calira-Apparatebau GmbH
Publication of EP1385237A1 publication Critical patent/EP1385237A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1385237B1 publication Critical patent/EP1385237B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R29/00—Coupling parts for selective co-operation with a counterpart in different ways to establish different circuits, e.g. for voltage selection, for series-parallel selection, programmable connectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for

Definitions

  • the invention relates to a power supply device for a caravan according to the preamble of claim 1 and an expansion module intended for combination with this.
  • Such facilities are now part of the standard equipment of caravans to be available when a 230V mains connection, for. B. on campsites to allow the supply of 12V DC power from the 230V AC network.
  • Such supply devices usually only supply an unscreened output voltage, so that no electronically controlled devices (heating, refrigerator and the like) can be connected. They also include a transformer, which results in weight problems with the mechanical structure, especially in the higher power range (over 100W).
  • the direct current consumers of the caravan can in principle also be supplied from the vehicle battery of the towing vehicle, for which it is known to provide a corresponding switch. This supply from the vehicle battery is, however, only possible to a very limited extent, since excessive discharge of the vehicle battery would jeopardize the ability of the towing vehicle to start.
  • a dedicated battery is therefore required in the caravan.
  • a device cannot simply be connected to the caravan’s 12V vehicle electrical system, which is powered by a conventional power supply unit, but a charger with a controller is required for charging, which monitors the charge status of the supply battery and adjusts the charge voltage or charge current depending on this , Since such a self-sufficient supply is more complex, but is not required by most users, the standard equipment of a caravan only includes the mains-dependent power supply mentioned at the beginning.
  • the object of the invention is to provide a power supply device for a caravan which, starting from a network-dependent supply, allows the connection of other electrical energy sources with as little effort as possible.
  • the invention modularizes the power supply of a caravan in such a way that a basic module continues to function as the usual standard equipment, i.e. the network-dependent supply, but is already set up for the installation of an expansion module, the scope of the additional components contained in the basic module being restricted to an absolute minimum, namely to a connector. At least one line necessary for supplying the DC consumers is led out on this connector so that at least one bridge must be plugged into the connector to close the circuit containing the consumers connected in parallel.
  • the bridge To convert to self-sufficient operation, the bridge only has to be removed and an expansion module plugged in, under whose control the consumer circuit is then located.
  • the expansion module in turn contains a connection for the supply battery and all other circuit components required for autonomous operation. Additional installations of individual components and / or changes to the wiring of the caravan are unnecessary, so that the conversion can be carried out by the user himself.
  • the plug connection can also be used to regulate the voltage emitted by the power supply from the expansion module, which reduces the circuitry required to charge the supply battery in the expansion module.
  • additional lines from the basic module i.e. from the power supply contained therein, led out to the connector and also connected to each other there by a jumper.
  • the expansion module preferably contains not only a connection for the supply battery, but also for solar modules and for the on-board electrical system of the towing vehicle, so that if the mains connection is not available, the supply battery is also charged by solar energy and / or by the generator of the towing vehicle, and thereby in the narrower sense autonomous operation can be guaranteed.
  • the sensory control of the charging process by control electronics provided in the expansion module is particularly advantageous.
  • the battery temperature can be taken into account as an important operating parameter of the supply battery when setting the charging voltage or the charging current, and the temperature of the power supply device itself can also be monitored. If the temperature is too high, the charging power is reduced accordingly in order to avoid thermal overload. The latter allows the power supply to be operated without a fan, even with greater power, which is very desirable in view of the disturbing nature of fan noise in a caravan.
  • additional functions can be easily integrated into the expansion module.
  • additional sensors can be connected and their measurement data as well as those of the temperature sensors already mentioned can be output to the user of the caravan on a display, which can advantageously be connected to the expansion module as an optional third module via an external data bus.
  • expansion module is intended for combination with the basic module, it represents an independent component of the present invention, which as such is independent of the presence of the basic module, ie solely on the basis of its conception technical interaction with the basic module, which is to be protected by the patent.
  • the standard equipment for the power supply of a caravan consists of a basic module 1 shown in the block diagram in FIG. 1, which is composed of an alternating current part 2 and a direct current part 3.
  • the AC part 2 includes a 230V mains connection 4, several connections 5 for AC consumers that are protected by fuses 6, and a potential equalization connection 7 for connecting the caravan chassis to the protective conductor of the mains connection 4.
  • the DC part 3 includes a power supply unit 8, which is preferably designed as a controllable switched-mode power supply, and converts the 230 V AC voltage into 12 V DC voltage.
  • the latter is made available to the DC consumers of the caravan via a plurality of connections 9 connected in parallel, which are protected by fuses 10.
  • the output of the power supply 8 consists of a negative pole 11a and a positive pole 11b, of which the negative pole 11a is connected directly to the common negative pole 9a of the connections 9.
  • the positive pole 11b of the power supply output 11a, 11b is connected to one of the switch contacts 12a of a changeover relay 12a, 12b, the coil 12b of which lies above the power supply output 11a, 11b.
  • the positive pole 13b of a connection 13 via which the vehicle battery of the towing vehicle can be connected to the power supply of the caravan, is also located on another of the switch contacts 12a.
  • the negative pole 13a of this connection 13 is connected directly to the common negative pole 9a of the consumer connections 9.
  • a line leads from the third of the switching contacts 12a, which is always connected to one of the other two and is switched between them by the switching coil 12b, to a contact 14b a connector 14, which is mounted in a housing wall 15 of the basic module 1.
  • the common positive pole 9b of the consumer connections 9 is connected to an adjacent contact 14a of the connector 14.
  • the contacts 14a and 14b on the plug connector 14 are connected to one another by a jumper 16.
  • the output 11a, 11b of the power supply 8 is also routed to two adjacent contacts 14c and 14d of the connector 14.
  • a control input 17 of the power supply unit 8 can also be led out to a contact 14e of the connector 14 and connected there via a further jumper 18 to a signal output 19 led out to the adjacent contact 14f.
  • This optional variant is shown in dashed lines in FIG. 1. Their function will be explained later.
  • the function of the DC side 3 of the basic module 1 in stand-alone operation is as follows: If the basic module is connected to the 230V AC network and the power supply 8 is thus in operation, the relay 12a, 12b switches the positive pole 11b of the power supply output 11a, 11b to the contact 14b , Otherwise, the relay 12a, 12b drops out and the positive pole 13b of the connection 13 for the vehicle battery is switched to the contact 14b.
  • a direct voltage of 12 V is always present at the contact 14 b if the basic module 1 is either connected to the AC voltage network or to the vehicle battery.
  • This DC voltage of 12 V is connected via the contact 14 a to the common positive pole 9 b of the consumer connections 9 by the bridge plug 16.
  • the plug connector 14 is intended for the electrical connection of the basic module 1 to an expansion module 100, which enables autonomous operation of the power supply of the caravan. If said connection is to be established, the jumper 16 and, if present, the jumper 18 must be removed beforehand, which enables the plug-in expansion module 100 to take control of the consumer circuit and possibly also the voltage output by the power supply 8 , However, as long as the jumpers 16 and 18 are plugged in, the basic module 1 functions like a conventional mains-dependent power supply without the preparation for the connection of the expansion module 100 requiring any significant additional effort.
  • the expansion module 100 will now be described in more detail with reference to FIG. 2.
  • a housing wall 101 it has a mating connector 102 that matches the connector 14, the mating connector 102 not only producing an electrical but also a mechanical coupling between the basic module 1 and the expansion module 100 in cooperation with the connector 14.
  • corresponding mechanical elements for. B. tabs with holes for screw connections provided.
  • the positive poles of the controller output 105 and the battery connection 106 are connected via the switch contact 107a of a relay 107a, 107b to the contact 102a of the mating connector 102 that when the plug connection is made, it is connected to the contact 14a of the plug connector 14 leading to the positive pole 9b of the consumer connections 9.
  • the coil 107b of the relay 107a, 107b is located above the battery connection 106 and thus at the same time above the output 105 of the charge controller 104.
  • the function of the part of the expansion module 100 described so far consists, on the one hand, of closing the circuit between the battery connection 106 and the consumer connections 9 in the basic module 1 and thereby enabling power output by the supply battery when the voltage across the relay coil 107b has a value, which indicates that the battery is sufficiently charged when the supply battery is connected.
  • the basic module 1 is connected to the 230V AC network, charging or constant recharging takes place Supply battery from the power supply 8 of the basic module 1 via the charge controller 104.
  • the expansion module 100 is started up, the consumer circuit is first closed and, when the battery voltage drops below approx. 11 V, is opened by the relay 107a, 107b in order to cause a harmful deep discharge of a connected supply battery to avoid. In this case, the battery is only charged when there is a 230V mains connection. If the battery voltage rises above approx.12.5 V, the consumer circuit is closed again. The battery then acts as a buffer when the mains connection is available.
  • the charging characteristic of the charge controller 104 is shown in FIG. 3.
  • the charging current is first kept constant during a main charging phase HL until the battery voltage exceeds a predetermined value of approximately 14.4 V.
  • the voltage is then kept constant at the value reached for a predetermined period of time, the recharge phase NL, so that the current drops continuously during this time.
  • the voltage is reduced to approximately 13.8 V, so that the current initially drops suddenly and then continues to decrease continuously.
  • This last, potentially unlimited period of time is the trickle charge phase EL.
  • the procedure described always applies to charging the battery without simultaneous current drain by the connected consumers.
  • a changeover switch 108 is connected to the charge controller 104, by means of which the charge controller 104 can be informed of the type of battery present. Depending on the position of this switch 108, the charge controller 104 uses different values for the duration of the recharge phase NL and for the criteria for switching back to the main charge phase HL.
  • the charge controller 104 can be designed such that a constant voltage of 12 V is present at its input 103 from the output 11a, 11b of the power supply 8 of the basic module 1 and it internally generates the changes in the voltage at its output 105 required by the charging characteristic described above , However, this change in voltage preferably occurs already at its input 103 due to the action of the charge controller 104 on the power supply 8 in the basic module 1.
  • a signal output 109 of the charge controller 104 is connected to the contact 102e of the mating connector 102 which, by establishing the plug connection via the contact 14e of the connector 14, connects to the controller input 17 of the power supply 8 is connected.
  • This regulator input 17 can be the input for the reference variable of the regulator, that is to say a reference voltage, which is generated internally in the power supply unit 8 when the basic module 1 is operated alone and is looped back into the power supply unit 8 via the jumper 18.
  • a reference voltage which is generated internally in the power supply unit 8 when the basic module 1 is operated alone and is looped back into the power supply unit 8 via the jumper 18.
  • Modules for generating a reference voltage and their use for controlling switching power supplies are state of the art.
  • the reference voltage After removing the jumper 18 and plugging in the expansion module 100, the reference voltage must be made available to the power supply 8 by the charge controller 104 in this case, for which purpose a reference voltage module is also contained in the charge controller 104.
  • This reference voltage can now be changed additively by the charge controller depending on the respective charging phase HL, NL or EL, which results in a corresponding change in the voltage output by the power supply unit 8 at its output 11a, 11b.
  • the controller input 17 can alternatively also be the input for the controlled variable of the controller, i.e. are a part of the actual output voltage of the power supply unit 8 tapped via an internal voltage divider of the power supply unit 8. This part of the output voltage is looped back into the power supply unit 8 via the jumper 18 when the basic module is operated alone and subtracted there from an internally generated reference voltage to form the control difference.
  • this partial voltage can be changed by the charge controller 104 by means of a programmable voltage divider, as is known, for example, from digital / analog converters, depending on the respective charging phase HL, NL or EL, which results in a corresponding change in the voltage output by the power supply unit 8 at its output 11 a, 11 b.
  • a programmable voltage divider as is known, for example, from digital / analog converters, depending on the respective charging phase HL, NL or EL, which results in a corresponding change in the voltage output by the power supply unit 8 at its output 11 a, 11 b.
  • the procedure for intervening to regulate the charging voltage from the charge controller 104 of the expansion module 100 in the regulation of the switched-mode power supply 8 in the basic module 1 is particularly advantageous, because in this way an existing one in the switched-mode power supply 8 is present Control loop used for the purpose of charge control and thus circuitry complexity can be saved with the charge controller 104.
  • the expansion module 101 also contains control electronics 110, the core of which is a microcontroller. It is connected to all components of the expansion module 100 to be controlled via corresponding signal lines 111 and has a number of temperature sensor connections 112 and connections 113 for further sensors, for example for monitoring the fresh water tank and the waste water tank of the caravan.
  • a main switch 114 is also connected to the control electronics 110, via which the consumer circuit can be closed manually, if necessary, independently of the voltage at the battery connection 106, for example to operate a light source briefly in the dark despite the low battery voltage.
  • the charge control in the control electronics 110 is the processing of the signals present at the temperature sensor connections 112.
  • sensors for detecting the battery temperature, the internal temperature in the housing of the power supply and the ambient temperature inside and outside the caravan are provided. If the battery temperature or the housing temperature of the power supply increase excessively, the charging voltage is reduced according to predetermined, preferably linear, characteristic curves in order to counteract the temperature rise.
  • the charge controller 104 receives corresponding signals from the control electronics 110 via one of the control lines 111 mentioned. If predetermined thresholds of the battery temperature or the housing temperature are exceeded, the charging process is stopped completely until a certain cooling has occurred, i.e. again fall below predetermined lower thresholds in order to avoid damage to the battery or the power supply due to thermal overload.
  • the expansion module also contains a voltage-increasing DC / DC converter 115, the input 116 of which is connected to a connection 117 for the 12 V electrical system of the towing vehicle, and the output 118 of which is connected in parallel to the output 105 of the charge controller 104.
  • the DC-DC converter 115 supplies a constant voltage of approx. 14.2 V at its output when the 12V vehicle electrical system is connected to its input 116, with 12V vehicle network here meaning a connection of the latter that is only possible when the engine is running and therefore the generator of the towing vehicle is also live.
  • the output voltage of the DC / DC converter 115 is controlled by the control electronics 110 in a manner dependent on the temperature, analogously to that of the charge controller 104, in order to prevent the battery or the power supply from overheating.
  • the DC-DC converter 115 does not implement a charging characteristic of the type described for the charge controller 104 with reference to FIG. 3. It merely provides access to the generator of the towing vehicle as an additional energy source, which is of particular interest if the power supply is not connected during a longer trip the 230V network is possible.
  • Blocking diodes are provided in the DC / DC converter 115 in order to avoid a carryover from the battery connection 106 to the vehicle electrical system connection 117, while a carryover from the connector 106 of the supply battery to the connector 13 of the vehicle battery in the basic module 1 is already precluded by the wiring of the plug connection 14, 102.
  • the plug connection from the caravan to the towing vehicle is thus short-circuit-proof in relation to the supply battery of the caravan.
  • the expansion module also contains a solar controller 119, the input 120 of which is connected to a connection 121 for two solar cell modules, and the output 121 of which is connected in parallel to the outputs 105 and 118 of the charge controller 104 and of the direct voltage converter 115.
  • Solar controllers for charging a 12V battery from solar cell modules are state of the art and require no further explanation. With the solar controller 119 and the associated solar module connection 121, the possibility is opened to maintain the power supply for a long time without connection to the 230V network and also without moving the caravan.
  • the control electronics 110 also have a bus interface for an external data bus, for example a CAN bus, which is led out of the expansion module 100 in the form of a corresponding plug connector 122.
  • This connector 122 is provided for connecting an optional third module (not shown in the figures), which in particular provides display elements that inform the user about the status of the power supply 1, 100 and the energy sources connected to it, and about the control electronics 110 of the expansion module 100 Inform about measured data acquired via sensor connections 112 and 113.
  • These measured data include, for example, the inside temperature of the caravan and the outside temperature, as well as the fill levels of the fresh water and the Waste water tanks.
  • the third module can also contain operating elements which, for example, replace the function of the switch 114 provided on the latter when it is connected to the expansion module 100.
  • control electronics consists in the direct setting of the output voltage of the power supply 8 in the basic module 1 by means of a data line 20 or 124 routed via the plug connection 14, 102.
  • the power supply 8 like the control electronics 110, has a microcontroller and the voltage to be output by the power supply unit 8 at its output 11a, 11b is communicated to this microcontroller by that of the control electronics 110 in the form of digital data.
  • the microcontroller of the power supply 8 uses the data line 20 to determine whether the expansion module is connected and in this case obtains the value of the output voltage to be set via the data line 20, 124 he internally set the value to 12 V.
  • the contact assignment of the connector 14 and the mating connector 102 described here is to be understood as an example, in particular as far as the number of contacts is concerned. Under certain circumstances, it is advisable to route cables that carry a high current during operation via several contacts connected in parallel with one another in order to limit the current load of each individual contact. It may also be expedient to provide more than the one line 109, 17 or 124, 20 mentioned here for regulating the output voltage of the power supply 8 in the basic module 1 from the charge controller 104 or from the control electronics 110 of the expansion module 100.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein zur Kombination mit dieser bestimmtes Ausbaumodul.
  • Derartige Einrichtungen gehören heute zur Standardausstattung von Wohnwagen, um bei Verfügbarkeit eines 230V-Netzanschlusses, z. B. auf Campingplätzen, die Speisung von 12V-Gleichstromverbrauchem aus dem 230V-Wechselstromnetz zu ermöglichen. Üblicherweise liefern solche Versorgungseinrichtungen nur eine ungesiebte Ausgangsspannung, so daß keine elektronisch gesteuerten Geräte (Heizung, Kühlschrank und dergleichen) angeschlossen werden können. Sie beinhalten ferner einen Transformator, wodurch sich vor allem im höheren Leistungsbereich (über 100W) Gewichtsprobleme beim mechanischen Aufbau ergeben. Wenn kein Netzanschluß verfügbar ist, können die Gleichstromverbraucher des Wohnwagens in Grundsatz auch aus der Fahrzeugbatterie des Zugfahrzeugs gespeist werden, wozu es bekannt ist, einen entsprechenden Umschalter vorzusehen. Diese Versorgung aus der Fahrzeugbatterie ist aber nur in sehr begrenztem Umfang möglich, da eine zu starke Entladung der Fahrzeugbatterie die Startfähigkeit des Zugfahrzeugs in Frage stellen würde.
  • Um die Gleichstromverbraucher eines Wohnwagens über längere Zeit autark, d.h. unabhängig von einem Netzanschluß betreiben zu können, wird deshalb im Wohnwagen eine eigens dafür vorgesehene Versorgungsbatterie benötigt. Eine solche kann aber nicht einfach an das von einem herkömmlichen Netzteil gespeiste 12V-Bordnetz des Wohnwagens angeschlossen werden, sondern es wird zum Laden ein Ladegerät mit einem Regler benötigt, der den Ladezustand der Versorgungsbatterie überwacht und abhängig von diesem die Ladespannung bzw. den Ladestrom einstellt. Da eine solche autarke Versorgung aufwendiger ist, aber von den meisten Benutzern nicht benötigt wird, gehört zur Standardausstattung eines Wohnwagens nur die eingangs erwähnte netzabhängige Stromversorgung.
  • Wenn nun ein Wohnwagen von netzabhängiger auf autarke Versorgung umgerüstet werden soll, ist dies nicht nur mit dem Einbau zusätzlicher Komponenten, sondern auch mit umfangreichen Änderungen an der Verkabelung verbunden, die nur vom Hersteller und in eingeschränktem Umfang von Händlern, aber aus Sicherheitsgründen nicht vom Benutzer selbst durchgeführt werden können. Deshalb ist eine solche Umrüstung mit relativ hohen Kosten verbunden.
  • Angesichts dieses Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen bereitzustellen, die ausgehend von einer netzabhängigen Versorgung mit möglichst geringem Aufwand den Anschluß anderer elektrischer Energiequellen erlaubt.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stromversorgungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Ausbaumodul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15, das zur Verbindung mit einem von der Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 umfaßten Grundmodul bestimmt ist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 14 bzw. 16 bis 23 angegeben.
  • Die Erfindung modularisiert die Stromversorgung eines Wohnwagens dahingehend, daß ein Grundmodul weiterhin die Funktion der bisher üblichen Standardausstattung, d.h. der netzabhängigen Versorgung, wahrnimmt, jedoch bereits zum Anbau eines Ausbaumoduls vorgerichtet ist, wobei sich der Umfang der im Grundmodul enthaltenen Zusatzkomponenten auf ein absolutes Minimum, nämlich auf einen Steckverbinder, beschränkt. Auf diesen Steckverbinder ist mindestens eine zur Versorgung der Gleichstromverbraucher nötige Leitung so herausgeführt, daß zum Schließen des die zueinander parallel geschalteten Verbraucher enthaltenden Stromkreises an dem Steckverbinder mindestens eine Brücke eingesteckt werden muß.
  • Zur Umrüstung auf autarken Betrieb muß lediglich die Brücke entfernt und ein Ausbaumodul angesteckt werden, unter dessen Kontrolle dann der Verbraucherstromkreis steht. Das Ausbaumodul enthält seinerseits einen Anschluß für die Versorgungsbatterie sowie alle weiteren zum autarken Betrieb benötigten Schaltungskomponenten. Zusätzliche Einbauten einzelner Komponenten und/oder Änderungen an der Verkabelung des Wohnwagens erübrigen sich, so daß die Umrüstung ohne weiteres vom Benutzer selbst durchgeführt werden kann.
  • Durch die Verwendung eines von außen regelbaren Schaltnetzteils im Grundmodul kann die Steckverbindung weiterhin auch dazu benutzt werden, die von dem Netzteil abgegebene Spannung vom Ausbaumodul aus zu regeln, wodurch sich der im Ausbaumodul nötige schaltungstechnische Aufwand zur Laderegelung der Versorgungsbatterie reduziert. Bei dieser Variante sind weitere Leitungen aus dem Grundmodul, d.h. aus dem darin enthaltnen Netzteil, zu dem Steckverbinder herausgeführt und dort ebenfalls durch eine Steckbrücke miteinander verbunden.
  • Das Ausbaumodul enthält bevorzugt nicht nur einen Anschluß für die Versorgungsbatterie, sondern auch für Solarmodule und für das Bordnetz des Zugfahrzeugs, so daß bei nicht verfügbarem Netzanschluß die Versorgungsbatterie auch durch Solarenergie und/oder durch den Generator des Zugfahrzeugs geladen werden und dadurch ein im engeren Sinne autarker Betrieb gewährleistet werden kann.
  • Besonders vorteilhaft ist die sensorische Steuerung des Ladevorgangs durch eine im Ausbaumodul vorgesehene Steuerelektronik. Hierdurch kann insbesondere die Batterietemperatur als wichtiger Betriebsparameter der Versorgungsbatterie bei der Einstellung der Ladespannung bzw. des Ladestromes berücksichtigt und darüber hinaus auch die Temperatur der Stromversorgungseinrichtung selbst überwacht werden. Bei zu hohen Temperaturen wird in diesem Fall die Ladeleistung entsprechend reduziert, um eine thermische Überlastung zu vermeiden. Letzteres erlaubt den Betrieb der Stromversorgung ohne Lüfter auch bei größerer Leistung, was im Hinblick auf den störenden Charakter von Lüftergeräuschen in einem Wohnwagen sehr wünschenswert ist.
  • Durch den Einsatz einer Steuerelektronik auf der Basis eines Mikrocontrollers können in das Ausbaumodul ohne großen Aufwand weitere Funktionen integriert werden. Beispielsweise können weitere Sensoren angeschlossen und deren Meßdaten ebenso wie diejenigen der bereits erwähnten Temperatursensoren für den Benutzer des Wohnwagens auf einer Anzeige ausgegeben werden, die vorteilhaft als optionales drittes Modul über einen externen Datenbus an das Ausbaumodul anschließbar ist.
  • Obgleich das Ausbaumodul zur Kombination mit dem Grundmodul bestimmt ist, stellt es einen eigenständigen Bestandteil der vorliegenden Erfindung dar, der als solcher unabhängig vom Vorhandensein des Grundmoduls, d.h. allein aufgrund seiner Konzeption zum technischen Zusammenwirken mit dem Grundmodul, unter dem Schutz des Patents stehen soll.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. In diesen zeigt
    • Fig. 1
    das Blockschaltbild des Grundmoduls einer erfindungsgemäßen Stromversorgung,
    Fig. 2
    das Blockschaltbild des Ausbaumoduls einer erfindungsgemäßen Stromversorgung,
    Fig. 3
    den Kennlinienverlauf des in dem Ausbaumodul nach Fig. 2 enthaltenen Ladereglers.
  • Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht die Standardausstattung der Stromversorgung eines Wohnwagens aus einem in Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellten Grundmodul 1, das sich aus einem Wechselstromteil 2 und einem Gleichstromteil 3 zusammensetzt. Zum Wechselstromteil 2 gehört ein 230V-Netzanschluß 4, mehrere Anschlüsse 5 für Wechselstromverbraucher, die über Sicherungen 6 abgesichert sind, sowie ein Potentialausgleichsanschluß 7 zum Anschluß des Wohnwagenchassis an den Schutzleiter des Netzanschlusses 4.
  • Zum Gleichstromteil 3 gehört ein Netzteil 8, das vorzugsweise als regelbares Schaltnetzteil ausgebildet ist, und die 230V-Netzwechselspannung in 12V-Gleichspannung umformt. Letztere wird über mehrere parallelgeschaltete Anschlüsse 9, die über Sicherungen 10 abgesichert sind, für die Gleichstromverbraucher des Wohnwagens zur Verfügung gestellt. Der Ausgang des Netzteils 8 besteht aus einem Minuspol 11a und einem Pluspol 11b, von denen der Minuspol 11a direkt mit dem gemeinsamen Minuspol 9a der Anschlüsse 9 verbunden ist.
  • Der Pluspol 11b des Netzteilausgangs 11a, 11b ist mit einem der Schaltkontakte 12a eines Umschaltrelais 12a, 12b verbunden, dessen Spule 12b über dem Netzteilausgang 11a, 11b liegt. An einem weiteren der Schaltkontakte 12a liegt ferner der Pluspol 13b eines Anschlusses 13, über den die Fahrzeugbatterie des Zugfahrzeugs an die Stromversorgung des Wohnwagens anschließbar ist. Der Minuspol 13a dieses Anschlusses 13 ist direkt mit dem gemeinsamen Minuspol 9a der Verbraucheranschlüsse 9 verbunden. Vom dritten der Schaltkontakte 12a, der stets mit einem der beiden anderen verbunden ist und durch die Schaltspule 12b zwischen diesen umgeschaltet wird, führt eine Leitung zu einem Kontakt 14b eines Steckverbinders 14, der in einer Gehäusewand 15 des Grundmoduls 1 angebracht ist. Der gemeinsame Pluspol 9b der Verbraucheranschlüsse 9 ist mit einem benachbarten Kontakt 14a des Steckverbinders 14 verbunden. An dem Steckverbinder 14 sind die Kontakte 14a und 14b durch eine Steckbrücke 16 miteinander verbunden.
  • Darüber hinaus ist noch der Ausgang 11a, 11b des Netzteils 8 auf zwei benachbarte Kontakte 14c bzw. 14d des Steckerbinders 14 geführt. Schließlich kann auch ein Regeleingang 17 des Netzteils 8 ebenfalls auf einen Kontakt 14e des Steckverbinders 14 herausgeführt und dort über eine weitere Steckbrücke 18 mit einem zum benachbarten Kontakt 14f herausgeführten Signalausgang 19 verbunden sein. Diese optionale Variante ist in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet. Ihre Funktion wird später noch erläutert.
  • Die Funktion der Gleichstromseite 3 des Grundmoduls 1 ist im Alleinbetrieb folgende: Wenn das Grundmodul an das 230V-Wechselspannungsnetz angeschlossen ist und das Netzteil 8 somit in Betrieb ist, schaltet das Relais 12a, 12b den Pluspol 11b des Netzteilausgangs 11a,11b auf den Kontakt 14b. Andernfalls fällt das Relais 12a, 12b ab und es wird der Pluspol 13b des Anschlusses 13 für die Fahrzeugbatterie auf den Kontakt 14b geschaltet. Somit liegt an dem Kontakt 14b stets eine Gleichspannung von 12V an, wenn das Grundmodul 1 entweder an das Wechselspannungsnetz, oder an die Fahrzeugbatterie angeschlossen ist. Durch den Brückenstecker 16 wird diese Gleichspannung von 12V über den Kontakt 14a mit dem gemeinsamen Pluspol 9b der Verbraucheranschlüsse 9 verbunden.
  • Der Steckverbinder 14 ist zur elektrischen Verbindung des Grundmoduls 1 mit einem Ausbaumodul 100 bestimmt, das einen autarken Betrieb der Stromversorgung des Wohnwagens ermöglicht. Wenn besagte Verbindung hergestellt werden soll, muß zuvor die Steckbrücke 16 und, falls vorhanden, auch die Steckbrücke 18 entfernt werden, wodurch dem ansteckbaren Ausbaumodul 100 ermöglicht wird, die Kontrolle über den Verbraucherstromkreis und ggf. auch die von dem Netzteil 8 abgegebene Spannung zu übernehmen. Solange aber die Steckbrücken 16 und 18 eingesteckt sind, funktioniert das Grundmodul 1 wie eine herkömmliche netzabhängige Stromversorgung, ohne daß die Vorbereitung für den Anschluß des Ausbaumoduls 100 einen nennenswerten Zusatzaufwand bedeutet.
  • Das Ausbaumodul 100 wird nun anhand Fig. 2 näher beschrieben. Es weist in einer Gehäusewand 101 einen zu dem Steckverbinder 14 passenden Gegenstecker 102 auf, wobei der Gegenstecker 102 im Zusammenwirken mit dem Steckverbinder 14 nicht nur eine elektrische, sondern auch eine mechanische Kopplung zwischen dem Grundmodul 1 und dem Ausbaumodul 100 herstellt. Zur dauerhaften und belastbaren mechanischen Kopplung der beiden Module 1 und 100 sind an den Gehäusen entsprechende mechanische Elemente, z. B. Laschen mit Bohrungen für Schraubverbindungen, vorgesehen.
  • Von den bei hergestellter Steckverbindung mit den Kontakten 14c und 14d des Steckverbinders 14 verbundenen Kontakte 102c und 102d führen Leitungen zum Eingang 103 eines Ladereglers 104, dessen Ausgang 105 mit einem Anschluß 106 für eine allein zur Stromversorgung des Wohnwagens vorgesehene Versorgungsbatterie verbunden ist. Da im Leistungsteil des Ausbaumoduls 100 ausschließlich Gleichspannungen vorkommen, versteht es sich von selbst, daß alle darin vorkommenden zweipoligen Eingänge und Ausgänge von Komponenten sowie dazugehörigen externen Anschlüsse polaritätsbehaftet sind. Dementsprechend müssen alle hier erwähnten Verbindungen solcher Eingänge, Ausgänge und Anschlüsse jeweils polaritätsrichtig geschaltet sein, wie es auch aus Fig. 2 hervorgeht.
  • Während die Minuspole des Reglereingangs 103 und des Reglerausgangs 105 miteinander und mit dem Minuspol des Batterieanschlusses 106 verbunden sind, sind die Pluspole des Reglerausgangs 105 und des Batterieanschlusses 106 über den Schaltkontakt 107a eines Relais 107a, 107b mit demjenigen Kontakt 102a des Gegensteckers 102 verbunden, der bei Herstellung der Steckverbindung mit dem zum Pluspol 9b der Verbraucheranschlüsse 9 führenden Kontakt 14a des Steckverbinders 14 verbunden ist. Die Spule 107b des Relais 107a, 107b liegt über dem Batterieanschluß 106 und damit gleichzeitig über dem Ausgang 105 des Ladereglers 104.
  • Die Funktion des bisher beschriebenen Teils des Ausbaumoduls 100 besteht einerseits darin, den Stromkreis zwischen dem Batterieanschluß 106 und den Verbraucheranschlüssen 9 im Grundmodul 1 dann zu schließen und dadurch eine Leistungsabgabe durch die Versorgungsbatterie zu ermöglichen, wenn die Spannung über der Relaisspule 107b einen Wert hat, der bei angeschlossener Versorgungsbatterie einen ausreichenden Ladezustand derselben anzeigt. Andererseits erfolgt bei vorhandenem Anschluß des Grundmoduls 1 an das 230V-Wechselspannungsnetz eine Aufladung bzw. ständige Nachladung der Versorgungsbatterie vom Netzteil 8 des Grundmoduls 1 aus über den Laderegler 104. Der Verbraucherstromkreis wird bei der Inbetriebnahme des Ausbaumoduls 100 zunächst geschlossen und bei einem Absinken der Batteriespannung unter ca. 11 V durch das Relais 107a, 107b aufgetrennt, um eine schädliche Tiefentladung einer angeschlossenen Versorgungsbatterie zu vermeiden. In diesem Fall wird die Batterie bei vorhandenem 230V-Netzanschluß nur geladen. Bei einem Anstieg der Batteriespannung über ca. 12,5 V wird der Verbraucherstromkreis wieder geschlossen. Die Batterie fungiert dann bei vorhandenem Netzanschluß als Puffer.
  • Die Ladekennlinie des Ladereglers 104 ist in Fig. 3 dargestellt. Wie daraus zu ersehen ist, wird bei weitgehend entladener Batterie während einer Hauptladephase HL zunächst der Ladestrom konstant gehalten, bis die Batteriespannung einen vorbestimmten Wert von ca. 14,4 V überschreitet. Danach wird für eine vorbestimmte Zeitspanne, die Nachladephase NL, die Spannung auf dem erreichten Wert konstant gehalten, so daß der Strom während dieser Zeit kontinuierlich absinkt. Nach Ablauf der Nachladephase NL wird die Spannung auf ca. 13,8 V reduziert, so daß der Strom zunächst sprunghaft und dann weiter kontinuierlich absinkt. Dieser letzte, potentiell unbegrenzte Zeitabschnitt ist die Erhaltungsladephase EL. Der beschriebene Ablauf gilt stets für eine Aufladung der Batterie ohne gleichzeitige Stromentnahme durch die angeschlossenen Verbraucher. Bei einer solchen gleichzeitigen Stromentnahme wird je nach deren Umfang nötigenfalls von der Nachladephase NL oder der Erhaltungsladephase EL wieder in die Hauptladephase HL umgeschaltet, wenn anhand des Verbraucherstromes und/oder des Absinkens der Batteriespannung eine entsprechende Entladung festgestellt wird.
  • Zur Berücksichtigung der unterschiedlichen Eigenschaften von Flüssigkeits- und Gelbatterien ist an dem Laderegler 104 ein Umschalter 108 angeschlossen, durch den dem Laderegler 104 die Art der vorhandenen Batterie mitgeteilt werden kann. Der Laderegler 104 verwendet in Abhängigkeit von der Stellung dieses Schalters 108 unterschiedliche Werte für die Dauer der Nachladephase NL und für die Kriterien zur Zurückschaltung in die Hauptladephase HL.
  • Der Laderegler 104 kann so ausgeführt sein, daß an seinem Eingang 103 vom Ausgang 11a, 11b des Netzteils 8 des Grundmoduls 1 her eine konstante Spannung von 12 V anliegt und er die von der zuvor beschriebenen Ladekennlinie verlangten Änderungen der Spannung an seinem Ausgang 105 intern erzeugt. Vorzugsweise geschieht diese Spannungsänderung aber bereits an seinem Eingang 103 durch Einwirkung des Ladereglers 104 auf das Netzteil 8 im Grundmodul 1. Hierzu ist ein Signalausgang 109 des Ladereglers 104 mit demjenigen Kontakt 102e des Gegensteckers 102 verbunden, der durch Herstellung der Steckverbindung über den Kontakt 14e des Steckverbinders 14 mit dem Reglereingang 17 des Netzteils 8 verbunden wird.
  • Bei diesem Reglereingang 17 kann es sich um den Eingang für die Führungsgröße des Reglers, also eine Referenzspannung, handeln, die im Alleinbetrieb des Grundmoduls 1 im Netzteil 8 intern erzeugt und über die Steckbrücke 18 in das Netzteil 8 zurückgeschleift wird. Bausteine zur Erzeugung einer Referenzspannung und deren Einsatz zur Regelung von Schaltnetzteilen sind Stand der Technik. Nach dem Entfernen der Steckbrücke 18 und dem Anstecken des Ausbaumoduls 100 muß in diesem Fall die Referenzspannung dem Netzteil 8 vom Laderegler 104 zur Verfügung gestellt werden, wozu in dem Laderegler 104 ebenfalls ein Referenzspannungsbaustein enthalten ist. Diese Referenzspannung kann nun von dem Laderegler in Abhängigkeit von der jeweiligen Ladephase HL, NL oder EL additiv verändert werden, woraus sich eine entsprechende Änderung der von dem Netzteil 8 an seinem Ausgang 11a, 11b abgegebenen Spannung ergibt.
  • Bei dem Reglereingang 17 kann es sich alternativ auch um den Eingang für die Regelgröße des Reglers, d.h. um einen über einen internen Spannungsteiler des Netzteils 8 abgegriffenen Teil der tatsächlichen Ausgangsspannung des Netzteils 8 handeln. Dieser Teil der Ausgangsspannung wird im Alleinbetrieb des Grundmoduls über die Steckbrücke 18 in das Netzteil 8 zurückgeschleift und dort zur Bildung der Regeldifferenz von einer intern erzeugten Referenzspannung subtrahiert. Nach dem Entfernen der Steckbrücke 18 und dem Anstecken des Ausbaumoduls 100 kann diese Teilspannung durch den Laderegler 104 mittels eines programmierbaren Spannungsteilers, wie er etwa aus Digital/Analog-Wandlern bekannt ist, in Abhängigkeit von der jeweiligen Ladephase HL, NL oder EL verändert werden, woraus sich eine entsprechende Änderung der von dem Netzteil 8 an seinem Ausgang 11 a, 11b abgegebenen Spannung ergibt.
  • Die Vorgehensweise, zur Regelung der Ladespannung von dem Laderegler 104 des Ausbaumoduls 100 aus in die Regelung des Schaltnetzteils 8 im Grundmodul 1 einzugreifen, ist besonders vorteilhaft, weil hierdurch ein im Schaltnetzteil 8 ohnehin vorhandener Regelkreis für den Zweck der Laderegelung mitbenutzt und somit bei dem Laderegler 104 schaltungstechnischer Aufwand eingespart werden kann.
  • Das Ausbaumodul 101 enthält ferner eine Steuerelektronik 110, deren Kernstück ein Mikrocontroller ist. Sie ist mit allen zu steuernden Komponenten des Ausbaumoduls 100 über entsprechende Signalleitungen 111 verbunden und weist eine Reihe von Temperatursensoranschlüssen 112 sowie Anschlüsse 113 für weitere Sensoren, beispielsweise zu Überwachung des Frischwassertanks und des Abwassertanks des Wohnwagens, auf. Darüber hinaus ist an der Steuerelektronik 110 auch ein Hauptschalter 114 angeschlossen, über den der Verbraucherstromkreis notfalls unabhängig von der Spannung am Batterieanschluß 106 manuell geschlossen werden kann, beispielsweise um bei Dunkelheit trotz niedriger Batteriespannung noch kurzzeitig eine Lichtquelle zu betreiben.
  • Von besonderem Interesse für die Laderegelung ist bei der Steuerelektronik 110 die Verarbeitung der an den Temperatursensoranschlüssen 112 anstehenden Signale. Insbesondere sind hierbei Sensoren zur Erfassung der Batterietemperatur, der Innentemperatur im Gehäuse der Stromversorgung und der Umgebungstemperatur innerhalb und außerhalb des Wohnwagens vorgesehen. Bei einem übermäßigen Anstieg der Batterietemperatur oder der Gehäusetemperatur der Stromversorgung wird die Ladespannung nach vorgegebenen, vorzugsweise linearen Kennlinien reduziert, um dem Temperaturanstieg entgegenzuwirken. Hierzu erhält der Laderegler 104 entsprechende Signale von der Steuerelektronik 110 über eine der erwähnten Steuerleitungen 111. Bei Überschreitung vorbestimmter Schwellen der Batterietemperatur oder der Gehäusetemperatur wird der Ladevorgang völlig abgebrochen, bis eine gewisse Abkühlung erfolgt ist, d.h. vorbestimmte niedrigere Schwellen wieder unterschritten sind, um eine Beschädigung der Batterie oder der Stromversorgung durch thermische Überlastung zu vermeiden.
  • Das Ausbaumodul enthält ferner einen spannungserhöhenden Gleichspannungswandler 115, dessen Eingang 116 mit einem Anschluß 117 für das 12V-Bordnetz des Zugfahrzeugs verbunden ist, und dessen Ausgang 118 parallel zum Ausgang 105 des Ladereglers 104 geschaltet ist. Der Gleichspannungswandler 115 liefert an seinem Ausgang eine konstante Spannung von ca. 14,2 V, wenn das 12V-Bordnetz an seinem Eingang 116 angeschlossen ist, wobei mit 12V-Bordnetz hier ein Anschluß von letzterem gemeint ist, der nur bei laufendem Motor und damit auch Generator des Zugfahrzeugs Spannung führt. Die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 115 wird von der Steuerelektronik 110 analog zu derjenigen des Ladereglers 104 temperaturabhängig gesteuert, um einer Überhitzung der Batterie oder der Stromversorgung vorzubeugen. Der Gleichspannungswandler 115 realisiert aber keine Ladekennlinie der für den Laderegler 104 anhand Fig. 3 beschriebenen Art. Er stellt lediglich einen Zugang zum Generator des Zugfahrzeugs als zusätzliche Energiequelle her, was insbesondere dann von Interesse ist, wenn bei einer längeren Reise kein Anschluß der Stromversorgung an das 230V-Netz möglich ist.
  • In dem Gleichspannungswandler 115 sind Sperrdioden vorgesehen, um eine Spannungsverschleppung vom Batterieanschluß 106 zum Bordnetzanschluß 117 zu vermeiden, während eine Spannungsverschleppung vom Anschluß 106 der Versorgungsbatterie zum Anschluß 13 der Fahrzeugbatterie im Grundmodul 1 bereits durch die Verdrahtung der Steckverbindung 14, 102 ausgeschlossen ist. Somit ist die Steckverbindung vom Wohnwagen zum Zugfahrzeug in Bezug auf die Versorgungsbatterie des Wohnwagens kurzschlußsicher.
  • Schließlich enthält das Ausbaumodul auch noch einen Solarregler 119, dessen Eingang 120 mit einem Anschluß 121 für zwei Solarzellenmodule verbunden ist, und dessen Ausgang 121 parallel zu den Ausgängen 105 und 118 des Ladereglers 104 bzw. des Gleichspannungswandlers 115 geschaltet ist. Solarregler zum Laden einer 12V-Batterie aus Solarzellenmodulen sind Stand der Technik und bedürfen keiner näheren Erläuterung. Mit dem Solarregler 119 und dem zugeordneten Solarmodulanschluß 121 wird die Möglichkeit eröffnet, die Stromversorgung über längere Zeit ohne Anschluß an das 230V-Netz und auch ohne Bewegung des Wohnwagens aufrechtzuerhalten.
  • Die Steuerelektronik 110 weist noch eine Busschnittstelle für einen externen Datenbus, z.B. einen CAN-Bus, auf, die in Form eines entsprechenden Steckverbinders 122 aus dem Ausbaumodul 100 herausgeführt ist. Dieser Steckverbinder 122 ist zum Anschluß eines in den Figuren nicht dargestellten, optionalen dritten Moduls vorgesehen, das insbesondere Anzeigelemente bereitstellt, die den Benutzer über den Status der Stromversorgung 1, 100 und der daran angeschlossenen Energiequellen, sowie über die von der Steuerelektronik 110 des Ausbaumoduls 100 über die Sensoranschlüsse 112 und 113 erfaßten Meßdaten informieren. Zu diesen Meßdaten zählen beispielsweise die Innentemperatur des Wohnwagens und die Außentemperatur, sowie die Füllstände des Frischwasser- und des Abwassertanks. Darüber hinaus kann das dritte Modul auch Bedienelemente enthalten, die bei seinem Anschluß an das Ausbaumodul 100 beispielsweise die Funktion des an letzterem vorgesehenen Schalters 114 ersetzen.
  • Eine weitere mögliche Funktion der Steuerelektronik besteht in der direkten Einstellung der Ausgangsspannung des Netzteils 8 im Grundmodul 1 mittels einer über die Steckverbindung 14, 102 geführten Datenleitung 20 bzw. 124. In diesem Fall weist das Netzteil 8 ebenso wie die Steuerelektronik 110 einen Mikrocontroller auf und die von dem Netzteil 8 an seinem Ausgang 11a, 11b abzugebende Spannung wird diesem Mikrocontroller von demjenigen der Steuerelektronik 110 in Form digitaler Daten mitgeteilt. Bei dieser Variante erübrigt sich das Herausschleifen einer Regelgröße über eine Steckbrücke 18. Der Mikrocontroller des Netzteils 8 stellt anhand der Datenleitung 20 fest, ob das Ausbaumodul angesteckt ist und bezieht in diesem Fall den Wert der einzustellenden Ausgangsspannung über die Datenleitung 20, 124. Andernfalls legt er den Wert intern auf 12 V fest.
  • Die hier beschriebene Kontaktbelegung des Steckverbinders 14 und des Gegensteckers 102 ist als beispielhaft zu verstehen, insbesondere was die Anzahl der Kontakte anbelangt. So ist es unter Umständen zweckmäßig, Leitungen, die im Betrieb einen hohen Strom führen, über mehrere zueinander parallel geschaltete Kontakte zu führen, um so die Strombelastung jedes einzelnen Kontaktes zu begrenzen. Auch kann es zweckmäßig sein, für die Regelung der Ausgangsspannung des Netzteils 8 im Grundmodul 1 vom Laderegler 104 oder von der Steuerelektronik 110 des Ausbaumoduls 100 aus mehr als die eine hier jeweils erwähnte Leitung 109, 17 bzw. 124, 20 vorzusehen.

Claims (23)

  1. Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen, umfassend ein Grundmodul mit einem Netzteil zur Umwandlung einer Netzwechselspannung in eine Gleichspannung, einem Anschluß zur Verbindung des Eingangs des Netzteils mit einem externen Wechselspannungsnetz, und mehreren zueinander parallel geschalteten Anschlüssen für Gleichstromverbraucher, wobei das Grundmodul (1) zum Anschluß eines Ausbaumoduls vorgerichtet ist, indem an ihm ein Steckverbinder (14) vorgesehen ist, an den beide Pole (11a, 11b) des Ausgangs des Netzteils (8) und mindestens ein Pol (9b) der parallelen Verbraucheranschlüsse (9) dergestalt herausgeführt sind, daß der Ausgang (11a, 11b) des Netzteils (8) und die parallelen Verbraucheranschlüsse (9) nur über Kontakte (14a, 14b) des Steckverbinders (14) vollständig miteinander verbindbar sind, wobei diese Verbindung mittels einer an dem Steckverbinder (14) einsteckbaren Steckbrücke (16) herstellbar ist, und daß das Grundmodul (1) bei nicht eingesteckter Steckbrücke (16) über den Steckverbinder (14) mit einem Ausbaumodul (100) so verbindbar ist, daß bei vorhandenem Netzanschluß des Grundmoduls (1) von dessen Netzteil (8) aus Strom an das Ausbaumodul (100) und von letzterem aus Strom an die parallelen Verbraucheranschlüsse (9) des Grundmoduls (1) abgebbar ist, während bei nicht vorhandenem Netzanschluß des Grundmoduls (1) netzunabhängiger Strom von dem Ausbaumodul (100) aus an die parallelen Verbraucheranschlüsse (9) des Grundmoduls (1) abgebbar ist, wobei der Verbraucherstromkreis bei angestecktem Ausbaumodul (100) unter dessen Kontrolle steht.
  2. Stromversorgungseinrichtung Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Netzteil (8) ein regelbares Schaltnetzteil ist, und daß die Führungsgröße oder die Regelgröße dergestalt zu dem Steckverbinder (14) herausgeführt ist, daß sie nur über Kontakte(14e, 14f) des Steckverbinders (14) dem Regler des Netzteils (8) zuführbar ist.
  3. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur vollständigen Verbindung des Ausgangs (11a, 11b) des Netzteils (8) mit den parallelen Verbraucheranschlüssen (9) und/oder zur Zuführung der Führungsgröße oder der Regelgröße an den Regler des Netzteils (8) ein an dem Steckverbinder (14) einsteckbarer Brückenstecker (16, 18) vorgesehen ist.
  4. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Grundmodul (1) ein Anschluß (13) für eine externe Gleichspannungsquelle und ein automatischer Umschalter (12a, 12b) vorgesehen ist, der bei Betrieb des Netzteils (8) mindestens einen Pol (11b) von dessen Ausgang (11a, 11b) und bei Nichtbetrieb des Netzteils (8) mindestens einen Pol (13b) des Gleichspannungsanschlusses (13) auf den- bzw. dieselben Kontakte (14b) des Steckverbinders (14) schaltet.
  5. Stromversorgungseinrichtung einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundmodul (1) Anschlüsse (5) für Wechselstromverbraucher aufweist, die über Sicherungen (6) mit dem Anschluß (4) zur Verbindung des Netzteileingangs mit einem externen Wechselspannungsnetz verbunden sind.
  6. Stromversorgungseinrichtung einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Grundmodul (1) über den Steckverbinder(14) verbindbares Ausbaumodul (100) vorgesehen ist, welches einen Laderegler (104), einen mit dessen Ausgang (105) verbundenen Anschluß (106) für eine Versorgungsbatterie, und einen zu dem Steckverbinder (14) des Grundmoduls (1) passenden Gegenstecker (102) aufweist, wobei der Eingang (103) des Ladereglers (104) mit denjenigen Kontakten (102c, 102d) des Gegensteckers (102) verbunden ist, die durch Herstellung der Steckverbindung mit dem Ausgang (11a, 11b) des Netzteils (8) des Grundmoduls (1) verbindbar sind, ein Pol des Versorgungsbatterieanschlusses (106) mit einem dieser Kontakte (102c) verbunden ist, und der andere Pol des Versorgungsbatterieanschlusses (106) mit demjenigen Kontakt (102a) des Gegensteckers (102) verbunden ist, der durch Herstellung der Steckverbindung mit dem herausgeführten Pol (9b) der parallelen Verbraucheranschlüsse (9) verbindbar ist.
  7. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Pole des Versorgungsbatterieanschlusses (106) über einen Schalter (107a, 107b) mit dem jeweils zugeordneten Kontakt (102a) des Gegensteckers (102) verbunden ist und der Schalter (107a, 107b) automatisch beim Ansteigen der Spannung am Versorgungsbatterieanschluß (106) über eine vorbestimmte Schwelle schließt und beim Absinken dieser Spannung unter eine vorbestimmte Schwelle öffnet.
  8. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaumodul (100) einen spannungserhöhenden Gleichspannungswandler (115) aufweist, dessen Eingang (116) mit einem Anschluß (117) für eine externe Gleichspannungsquelle verbunden ist, und dessen Ausgang (118) parallel zum Ausgang (105) des Ladereglers (104) geschaltet ist.
  9. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaumodul (100) einen Solarregler (119) aufweist, dessen Eingang (120) mit einem Anschluß (121) für mindestens ein externes Solarzellenmodul verbunden ist, und dessen Ausgang (122) parallel zum Ausgang (105) des Ladereglers (104) geschaltet ist.
  10. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalausgang (109) des Ladereglers (105) mit demjenigen Kontakt (102e) des Gegensteckers (102) verbunden ist, der durch Herstellung der Steckverbindung mit dem Regeleingang (17) des Netzteils (8) verbindbar ist, und daß der Laderegler (105) im Betrieb über diese Verbindung ein Signal an das Netzteil (8) abgibt, welches dessen Ausgangsspannung regelt.
  11. Stromversorgungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaumodul (100) eine Steuerelektronik (110) und mindestens einen mit der Steuerelektronik (110) verbundenen Anschluß (112) für einen Temperaturfühler aufweist, wobei die Steuerelektronik (110) die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom des Ladereglers (105) oder des Gleichspannungswandlers (115) in Abhängigkeit von der Batterietemperatur und/oder der Temperatur der Stromversorgung (1, 100) und/oder der Zeit steuert.
  12. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (110) durch mindestens eine über den Gegenstecker (102) und den Steckverbinder (14) geführte Leitung (124, 20) direkt die Ausgangsspannung des Netzteils (8) in Abhängigkeit von einem Sollwert der Ausgangsspannung und/oder des Ausgangsstromes des Ladereglers (105) einstellt.
  13. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaumodul (100) eine Schnittstelle (122) zum Anschluß eines externen Datenbusses an die Steuerelektronik (110) aufweist.
  14. Stromversorgungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausbaumodul (100) mit der Steuerelektronik (110) verbundene Anschlüsse (113) für weitere Sensoren aufweist, deren Signale durch die Steuerelektronik (110) auswertbar und als entsprechende Meßdaten über die Schnittstelle (122) ausgebbar sind.
  15. Ausbaumodul für eine Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen, welches mit einem Grundmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 über dessen Steckverbinder (14) verbindbar ist, und welches einen Laderegler (104), einen mit dessen Ausgang (105) verbundenen Anschluß (106) für eine Versorgungsbatterie, und einen zu dem Steckverbinder (14) des Grundmoduls (1) passenden Gegenstecker (102) aufweist, wobei der Eingang (103) des Ladereglers (104) mit denjenigen Kontakten (102c, 102d) des Gegensteckers (102) verbunden ist, die durch Herstellung der Steckverbindung mit dem Ausgang (11a, 11b) des Netzteils (8) des Grundmoduls (1) verbindbar sind, ein Pol des Versorgungsbatterieanschlusses (106) mit einem dieser Kontakte (102c) verbunden ist, und der andere Pol des Versorgungsbatterieanschlusses (106) mit demjenigen Kontakt (102a) des Gegensteckers (102) verbunden ist, der durch Herstellung der Steckverbindung mit dem herausgeführten Pol (9b) der parallelen Verbraucheranschlüsse (9) verbindbar ist.
  16. Ausbaumodul nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Pole des Versorgungsbatterieanschlusses (106) über einen Schalter (107a, 107b) mit dem jeweils zugeordneten Kontakt (102a) des Gegensteckers (102) verbunden ist und der Schalter (107a, 107b) automatisch beim Ansteigen der Spannung am Versorgungsbatterieanschluß (106) über eine vorbestimmte Schwelle schließt und beim Absinken dieser Spannung unter eine vorbestimmte Schwelle öffnet.
  17. Ausbaumodul nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß es einen spannungserhöhenden Gleichspannungswandler (115) aufweist, dessen Eingang (116) mit einem Anschluß (117) für eine externe Gleichspannungsquelle verbunden ist, und dessen Ausgang (118) parallel zum Ausgang (105) des Ladereglers (104) geschaltet ist.
  18. Ausbaumodul nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Solarregler (119) aufweist, dessen Eingang (120) mit einem Anschluß (121) für mindestens ein externes Solarzellenmodul verbunden ist, und dessen Ausgang (122) parallel zum Ausgang (105) des Ladereglers (104) geschaltet ist.
  19. Ausbaumodul nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein Signalausgang (109) des Ladereglers (105) mit demjenigen Kontakt (102e) des Gegensteckers (102) verbunden ist, der durch Herstellung der Steckverbindung mit dem Regeleingang (17) des Netzteils (8) verbindbar ist, und daß der Laderegler (105) im Betrieb über diese Verbindung ein Signal an das Netzteil (8) abgibt, welches dessen Ausgangsspannung regelt.
  20. Ausbaumodul nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Steuerelektronik (110) und mindestens einen mit der Steuerelektronik (110) verbundenen Anschluß (112) für einen Temperaturfühler aufweist, wobei die Steuerelektronik (110) die Ausgangsspannung und/oder den Ausgangsstrom des Ladereglers (105) oder des Gleichspannungswandlers (115) in Abhängigkeit von der Batterietemperatur und/oder der Temperatur der Stromversorgung (1, 100) und/oder der Zeit steuert.
  21. Ausbaumodul nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektronik (110) durch mindestens eine über den Gegenstecker (102) und den Steckverbinder (14) geführte Leitung (124, 20) direkt die Ausgangsspannung des Netzteils (8) des Grundmoduls (1) in Abhängigkeit von einem Sollwert der Ausgangsspannung und/oder des Ausgangsstromes des Ladereglers (105) einstellt.
  22. Ausbaumodul nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Schnittstelle (122) zum Anschluß eines externen Datenbusses an die Steuerelektronik (110) aufweist.
  23. Ausbaumodul nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß es mit der Steuerelektronik (110) verbundene Anschlüsse (113) für weitere Sensoren aufweist, deren Signale durch die Steuerelektronik (110) auswertbar und als entsprechende Meßdaten über die Schnittstelle (122) ausgebbar sind.
EP03016112A 2002-07-24 2003-07-16 Stromversorgungseinrichtung für einen Wohnwagen Expired - Lifetime EP1385237B1 (de)

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